[发明专利]一种闸阀关闭件强度试验方法

说明书

本发明公开了一种闸阀关闭件强度试验方法，对目前楔式闸阀的关闭件组合强度试验方法进行了改进，采用扭矩加载方式，进行扭矩和拉伸载荷下的关闭件组合强度试验分析，更加真实模拟闸阀工况下的开启运作方式进行试验，各项性能参数的试验数据也更加精准。

技术领域

本发明涉及阀门强度测试领域，更具体的说是涉及一种闸阀关闭件强度试验方法。

背景技术

闸阀关闭件组合强度直接影响启闭动作性能，在工况管道系统中由于介质温度波动导致阀体及阀杆的热胀冷缩，闸板和阀座长期紧密关闭状态导致粘结现象，过载荷的闸板关闭力矩等因素，导致阀门开启时闸板和阀杆连接部位会发生脱离现象，并且这种故障发生在阀体内部，无法判定阀门的启闭状态，整个管道系统不能够及时进行故障问题维修，据统计闸阀关闭件抗拉强度试验的不合格率约50％，因此闸阀的检验技术要求不但体现在压力密封性能，同时对关闭件抗拉强度性能也有重要的要求。API 600-2009、GB/T 12234-2007及API 591-2008等标准提出了对闸阀关闭件抗拉强度试验要求，阀杆应设计成在轴向载荷的作用下，阀杆与闸板连接处以及阀门压力边界以内部分的阀杆强度应超过阀杆操作螺纹根部的强度，若发生闸板卡死事故时，阀杆的损坏应出现在闸阀承压区域之外，同时阀杆连接应设计成防止在阀门使用中阀杆转动或脱离闸板，闸阀在使用过程中常常发生关闭件卡死无法启闭故障，一直是国内外阀门行业的技术难题，该项目的试验合格率也极低，试验操作步骤繁琐需破坏样品形状才能有效夹持试验。

本发明中的楔式闸阀的关闭件包括阀杆螺母、阀杆、闸板，阀杆一端同阀杆螺母螺纹连接，阀杆的另一端与闸板卡接，在正常工作时阀杆和阀杆螺母之间配合是梯形螺纹连接，阀杆与楔式闸板之间配合是T形头和T形槽过盈装配，楔式闸板此时相当于压紧固定于两个阀座之间，阀杆螺母旋转，阀杆T形头被固定的T形槽卡住，以至于带动阀杆进行上升动作；因此正常开启操作工况中，阀杆是先产生了扭矩，再通过梯形螺母的传动，斜度方向产生了拉力，而且随着拉力的逐渐升高，扭矩值也逐渐变大。T形头和T形槽之间、阀杆本身、阀杆和阀杆螺母之间应承受着垂直方向的拉力值和以阀杆为中心的扭矩值。因此在设计人员在设计T形头和T形槽、阀杆、阀杆螺母不单单进行拉力的结构设计，同时应考虑到扭矩值。而且阀杆工矿情况下所承受的拉力值比单纯拉伸阀杆所承受的拉力值要小。而且阀杆螺母受到手轮(或电装)驱动旋转，以至于阀杆螺母的支撑面受力，同时阀杆螺母本身受到手轮(或电装)施加的扭矩值。此扭矩值对于阀杆螺母手轮(或电装)驱动受力部位(不包括支撑部位)的设计有一定的要求，而GB/T 12234-2007没有对此部位试验做要求，此部位的强度可能会小于螺纹根部的强度。在过程后期，阀杆拉伸失效后，由于阀杆受到很大拉力作用，阀杆直径及梯形螺纹直径会变细，进一步引起梯形螺距变大，因此阀杆螺母和阀杆上的梯形螺纹会进入咬合状态，螺纹传动失效，无法旋转传动。以至于过程后期不是进行拉伸试验，而是进行扭矩试验，而国内外闸阀标准的试验方法都只进行关闭件轴向拉伸试验，与实际工况也不相符。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明对目前楔式闸阀的关闭件组合强度试验方法进行了改进，采用扭矩加载方式，进行扭矩和拉伸载荷下的关闭件组合强度试验分析，更加真实模拟闸阀工况下的开启运作方式进行试验，各项性能参数的试验数据也更加精准。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种闸阀关闭件强度试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、将带有T形头的阀杆和带有T形槽的楔式闸板组合，T形头与T形槽过盈装配，将楔式闸板端固定；

步骤2、阀杆背向楔式闸板的一端与阀杆螺母螺纹连接形成完整的关闭件，阀杆螺母限位在阀杆上，使得阀杆螺母相对阀杆无法上下位移；

步骤3、给予阀杆螺母一个扭转驱动力，驱动阀杆螺母具有转动趋势；

步骤4、记录阀杆或楔式闸板或者阀杆螺母在发生破损时相对步骤3中阀杆螺母与阀杆之间产生的扭矩，并记录阀杆螺母与阀杆产生扭矩的同时沿阀杆运动方向上的拉伸力。